BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Sistem Intelejen Visual
Berbicara tentang biometrik tentu tak akan lepas kaitannya dengan sistem visi komputer (computer vision) yang terdiri atas dasar bidang pengolahan citra (image processing) dan bidang pengenalan pola (pattern recognition). Komputer dapat melihat dan juga mengenali suatu objek benda yang sedang diamati/diobservasi dengan mengaplikasikan dan mengkombinasikan kedua proses bidang tersebut diatas.
2.1.1 Pengolahan citra
Untuk membuat komputer agar memiliki sebuah penglihatan yang dapat berguna melihat suatu objek gambar dengan jelas seperti selayaknya mata pada manusia, komputer harus melakukan proses pengolahan citra. Proses pengolahan citra merupakan bidang yang berhubungan dengan proses transformasi citra/gambar, membuat suatu citra agar dapat dikenali dengan baik oleh komputer. Tujuan utama proses ini adalah untuk mendapatkan kualitas citra yang lebih baik. Sedangkan aplikasi dari pengolahan citra dan computer vision dalam berbagai bidang atau disiplin ilmu pengetahuan, teknologi, dan kehidupan sehari-hari antara lain dapat dilihat dalam tabel:
Tabel 2.1 Aplikasi Computer Vision dan pengolahan citra Pictorial Database Quality Control of Food
Graphics Desain Bacterial Growth Scanning
Engraving Geological Modelling
Textile Design Autonomous Navigation
Cartography Cosmetics
Metallurgy Astronomy
Materials Science Defence Application Medical Imaging Particle Tracking
Object Recognition Fishing Using Ultrasound Microscopy Pottery Blemish Identification Satellite Picture Processing Eye Retina Comparison Particle Counting and
Sizing
Fluid Mechanics
Typesetting Journalism – Picture Enhancement
3D Reconstruction Security – Picture Enhancement and Identification
Photographic Security Weather Mapping Fingerprint Matching Document Transfer Document Reading Document Comparison
Setelah diperoleh citra digital yang berupa pola bit-bit di dalam memori komputer, maka analisis dan pengolahan dapat dilakukan. Pengolahan citra selalu melibatkan satu atau bahkan lebih algoritma yang akan
diimplementasikan terhadap citra. Ada beberapa tingkatan dalam pengolahan citra, yaitu tingkatan rendah, menengah, dan tinggi.
Pengolahan tingkat rendah dikaitkan dengan pengolahan pada citra biner, meningkatkan kualitas citra dengan satu atau beberapa algoritma khusus, dan merepresentasikan citra hasil pengolahan, memindahkan data yang tidak diinginkan, dan meningkatkan data yang diinginkan.
Sedangkan pengolahan tingkat menengah, mengidentifikasi bentuk yang terdapat dalam citra secara signifikan, daerah atau titik-titik dari citra biner.
Dan pengolahan tingkat tinggi, mengantar-mukakan citra dengan beberapa landasan informasi yang ada. Ini mengasosiasikan bentuk-bentuk yang mungkin ditemukan selama tahap-tahap pemrosesan menegah dengan bentuk yang ada dan nyata pada dunia sebenarnya. Hasil algoritma dari level ini dimodifikasi menjadi suatu prosedur non-citra yang memuat aksi-aksi yang mungkin terhadap analisis citra yang dijadikan referensi.
2.1.2 Pengenalan pola
Setelah komputer dapat melihat suatu objek gambar maka yang harus dilakukan agar objek yang dilihatnya bukan menjadi sekedar objek asal (random object), pengenalan pola harus diaplikasikan agar komputer dapat mendeteksi dan mengenali perbedaan tiap-tiap objek yang dilihatnya. Pengenalan pola adalah salah satu bidang visi komputer yang khususnya berhubungan dengan proses identifikasi objek yang terdapat pada suatu citra atau dengan kata lain interpretasi citra. Proses ini bertujuan untuk mendeteksi
dan mengekstraksi informasi-informasi yang disampaikan oleh citra yang sedang dilihat.
Tanpa adanya mata manusia tidak akan bisa melihat, hal yang sama terjadi pada komputer jika tidak mempunyai mata. Agar dapat melihat komputer harus diberikan indera penglihatan, yaitu sebuah sistem penglihatan. Sistem penglihatan komputer harus memiliki fitur-fitur yang sama kegunaannya seperti yang ada pada sistem penglihatan manusia agar benar-benar dapat menunjukkan kegunaannya sebagai alat penglihatan.
Manusia memiliki indera penglihatan yang mempunyai beberapa fitur utama didalamnya yang dapat menjadikan penglihatannya bekerja dengan baik, fitur-fitur itu adalah:
• Mata, sebagai penangkap citra
• Retina, untuk pengaturan citra pada beberapa lapisan
• Pembeda warna
• Ukuran penglihatan yang dinamis
Gambar 2.1 Indera penglihatan pada manusia
Sedangkan sistem penglihatan pada komputer juga memiliki fitur-fitur juga bekerja selayaknya fitur yang ada pada mata manusia, pada umumnya adalah seperti ini:
• Kamera pinhole, sebagai penangkap citra
• Susunan CCD, untuk pengaturan informasi citra
• Alat RGB, sebagai pembeda warna
• Jangkauan penglihatan dapat diatur secara geometris
Penjelasan lebih lanjut dapat melihat pada gambar 2.2 di bawah.
Gambar 2.2 Sistem penglihatan pada computer Mata
Lensa
Objek Kamera pinhole
Sistem visi komputer masih terus dikembangkan agar dapat memiliki kemampuan tingkat tinggi (high level capability) sebagaimana yang dimiliki oleh sistem visual manusia. Kemampuan tingkat tinggi mencakup bidang seperti pendeteksian objek, pengenalan objek, pendeskripsian objek, pembuatan objek tiga dimensi dari citra dua dimensi, dan penerjemahan/mengartikan suatu gerakan.
Jika sistem visi komputer dapat melihat dan mengenali objek serta menengekstraksi informasi yang ada pada sebuah objek, maka untuk mengidentifikasi ataupun mengautentifikasi citra yang sedang diobservasi dan membuat sebuah objek asal menjadi sebuah objek yang mempunyai identitas yang dapat dibedakan satu dengan lainnya dibutuhkan intelijensia semu (artificial intelligence) untuk dapat membedakannya. Dengan penggunaan intelijensia semu komputer dapat menentukan identitas sebuah objek dengan menggunakan berbagai informasi yang didapatnya sehingga komputer dapat melihat dan mampu membedakan bermacam-macam citra seperti halnya manusia yang melihat dengan mata dan menggunakan otak untuk membedakan objek-objek yang dilihatnya.
Sistem seperti ini, yang menggabungkan sistem penglihatan komputer dengan sistem intelijensia semu, adalah sistem yang dinamakan sistem intelijen visual (visual intelligence system). Dengan kombinasi antara kedua sistem “mata” dengan sistem “otak” pada komputer, maka sistem intelijen visual ini akan dapat melahirkan sebuah teknologi canggih yang sering kita sebut dengan teknologi biometrik.
2.2 Logika samar
Salah satu pendekatan yang dapat digunakan sebagai intelijensia semu pada sistem intelijen visual adalah penggunaan logika samar (fuzzy logic). Logika samar merupakan kemampuan penalaran bagi komputer selayaknya rasa nalar bagi seorang manusia, yaitu dapat menarik kesimpulan dari suatu kumpulan masalah tanpa harus memerlukan data yang lengkap.
Secara teknis, logika samar adalah suatu cara yang tepat untuk memetakan suatu ruang input ke dalam ruang output. Dengan berbagai variasi input yang mungkin terjadi, logika samar akan membuat peta yang tepat agar jalur output yang dihasilkan sesuai dengan inputnya. Sebagai contohnya:
• Manajer pergudangan yang memeriksa berapa banyak persediaan barang yang ada, kemudian diberitahukan kepada manajer produksi agar jumlah barang yang akan diproduksi dapat ditetapkan berdasarkan jumlah stok barang yang ada. Jika stok barang di gudang sedikit maka barang yang diproduksi akan meningkat, begitu pula sebaliknya.
• Pelayan di restoran yang memberikan pelayanan kepada seorang tamu. Kemudian tamu akan memberikan tip, sesuai dengan pelayanan yang diberikan. Jumlah tip tergantung dari pelayanan yang diberikan, semakin baik pelayanan maka tip yang diberikan semakin besar.
Gambar 2.3 Contoh pemetaan input output
Logika samar banyak digunakan orang karena memiliki beberapa keunggulan diantaranya adalah:
• Konsep logika samar mudah dimengerti, konsep matematis yang mendasari penalaran ini sangat sederhana dan mudah dimengerti.
• Logika samar sangat fleksibel.
• Logika samar memiliki toleransi terhadap data-data yang tidak lengkap.
• Logika samar mampu memodelkan fungsi-fungsi non-linier yang sangat kompleks.
• Logika samar dapat membangun dan mengaplikasikan pengalaman-pengalaman para pakar secara langsung tanpa proses pelatihan.
• Logika samar dapat bekerja sama dengan teknik-teknik kendali secara konvensional.
2.3 Himpunan samar
Pada himpunan tegas (crisp), nilai keanggotaan suatu item x pada suatu himpunan A, yang sering ditulis dengan µA[x], memiliki dua kemungkinan, yaitu:
• Satu (1), yang berarti bahwa suatu item menjadi anggota suatu himpunan, atau
• Nol (0), yang berarti bahwa suatu item tidak menjadi anggota suatu himpunan.
Contoh dari himpunan tegas: Jika diketahui:
S = (1, 2, 3, 4, 5, 6) adalah semesta pembicaraan A = (1, 2, 3)
B = (3, 4, 5) Bisa dikatakan bahwa:
Nilai keanggotaan 2 pada himpunan A, µA[2]=1, karena 2є A
Nilai keanggotaan 3 pada himpunan A, µA[3]=1, karena 3є A
Nilai keanggotaan 4 pada himpunan A, µA[4]=0, karena 4¬є A
Nilai keanggotaan 2 pada himpunan B, µB[2]=0, karena 2¬є B
Nilai keanggotaan 3 pada himpunan B, µB[3]=1, karena 3є B
Contoh lainnya jika memakai variabel umur yang dibagi menjadi 3 kategori, yaitu:
MUDA umur < 35 tahun
PAROBAYA 35 tahun ≤ umur ≤ 55 tahun TUA umur > 55 tahun
Nilai keanggotaan secara grafis, himpunan MUDA, PAROBAYA, dan TUA ini dapat dilihat pada gambar 2.4.
Gambar 2.4 Himpunan: (a) MUDA, (b) PAROBAYA, dan (c) TUA
Pada gambar 2.4 dapat dilihat bahwa:
Apabila seseorang berusia 34 tahun, maka ia dikatakan MUDA (µMUDA[34] = 1);
Apabila seseorang berusia 35 tahun, maka ia dikatakan TIDAK MUDA (µMUDA[35] = 0);
Apabila seseorang berusia 35 tahun, maka ia dikatakan PAROBAYA (µPAROBAYA[35] = 1);
Apabila seseorang berusia 34 tahun, maka ia dikatakan TIDAK PAROBAYA (µPAROBAYA[34] = 0);
Dapat terlihat bahwa pemakaian himpunan tegas untuk menyatakan umur sangat tidak adil, adanya perubahan kecil saja pada suatu nilai dapat mengakibatkan perbedaan kategori yang cukup signifikan.
Himpunan samar digunakan untuk mengantisipasi hal tersebut. Seseorang dapat masuk dalam dua himpunan yang berbeda, MUDA dan PAROBAYA ataupun PAROBAYA dan TUA. Seberapa besar eksistensinya dalam himpunan tersebut dapat dilihat pada nilai keanggotaannya. Pada gambar 2.5 menunjukkan himpunan samar untuk variabel umur.
Gambar 2.5 Himpunan samar untuk variabel umur
Kita dapat melihat dari gambar diatas dengan jelas, bahwa seseorang dapat termasuk ke dalam dua himpunan umur:
Seseorang yang berumur 40 tahun, termasuk dalam himpunan MUDA dengan µMUDA[40]=0,25; namun dia juga termasuk ke dalam himpunan PAROBAYA dengan µPAROBAYA[40]=0,5.
Seseorang yang berumur 50 tahun, termasuk dalam himpunan PAROBAYA dengan µPAROBAYA[50]=0,5; namun dia juga termasuk ke dalam himpunan TUA dengan µTUA[50]=0,25.
Jika pada himpunan tegas, nilai keanggotaan hanya ada 2 kemungkinan, yaitu nol (0) atau satu (1), pada himpunan samar nilai keanggotaan terletak pada rentang antara nol (0) sampai satu (1). Apabila x memiliki nilai keanggotaan samar
µA[x]=0 berarti x tidak menjadi anggota himpunan A, demikian juga apabila x
memiliki nilai keanggotaan samar µA[x]=1 yang berarti x menjadi anggota penuh pada himpunan A.
Terkadang kemiripan antara keanggotaan samar dengan probabilitas menimbulkan ketidakjelasan. Keduanya memiliki nilai pada interval [0,1], namun interpretasi nilainya sangat berbeda antara kedua kasus tersebut. Keanggotaan samar memberikan suatu ukuran terhadap pendapat atau keputusan, sedangkan probabilitas mengindikasikan proporsi terhadap keseringan suatu hasil bernilai benar dalam jangka panjang. Misalnya, jika nilai keanggotaan suatu himpunan samar MUDA adalah 0,9; maka tidak perlu dipermasalahkan berapa seringnya nilai itu diulang secara individual untuk mengharapkan suatu hasil yang hampir pasti muda. Di lain pihak, nilai probabilitas 0,9 muda berarti 10% dari himpunan tersebut diharapkan tidak muda.
Himpunan samar memiliki dua buah atribut, yaitu linguistik dan numeris. Linguistik merupakan penamaan suatu himpunan yang mewakili suatu keadaan atau kondisi tertentu dengan menggunakan bahasa alami, seperti: MUDA, PAROBAYA, TUA. Sedangkan numeris, seperti asal katanya yaitu merupakan suatu nilai atau angka yang menunjukkan ukuran dari suatu variabel seperti: 25, 40, 50, dan sebagainya.
Dalam memahami sistem logika samar, perlu mengetahui beberapa hal tentang pengetahuan dasar dalam sistem samar, yaitu:
a. Variabel samar
Variabel samar merupakan variabel yang hendak dibahas dalam suatu sistem logika samar.
Contoh: umur, temperatur, permintaan, dan sebagainya. b. Himpunan samar
Himpunan samar merupakan suatu himpunan atau grup yang mewakili suatu kondisi atau keadaan tertentu dalam variabel samar.
Contoh:
• Variabel umur, terbagi menjadi 3 himpunan samar, yaitu: MUDA, PAROBAYA, dan TUA. (Gambar 2.5)
• Variabel temperatur, yang terbagi menjadi 5 himpunan samar, yaitu: DINGIN, SEJUK, NORMAL, HANGAT, PANAS. (Gambar 2.6)
c. Semesta pembicaraan
Semesta pembicaraan adalah keseluruhan nilai yang diperbolehkan untuk dioperasikan dalam suatu variabel samar. Semesta pembicaraan merupakan himpunan bilangan real yang senantiasa naik ( terus bertambah) secara monoton dari kiri ke kanan. Nilai semesta pembicaraan dapat berupa bilangan positif maupun negatif. Adakalanya nilai semesta pembicaraan ini tidak dibatasi oleh batas atas.
Contoh:
• Semesta pembicaraan untuk variabel umur: [0 +∞]
• Semesta pembicaraan untuk variabel temperatur: [0 40] d. Domain
Domain dalam himpunan samar adalah keseluruhan nilai yang diijinkan dalam semesta pembicaraan dan boleh dioperasikan dalam suatu himpunan samar. Seperti halnya semesta pembicaraan, domain merupakan himpunan bilangan real yang senantiasa terus bertambah secara monoton dari kiri ke kanan. Nilai domain dapat berupa bilangan positif maupun negatif.
Contoh domain himpunan samar:
• MUDA = [0 45]
• PAROBAYA = [35 55]
• TUA = [45 +∞]
• DINGIN = [0 20]
• NORMAL = [20 30]
• HANGAT = [25 35]
• PANAS = [30 40]
2.4 Fungsi keanggotaan
Membership function atau fungsi keanggotaan adalah suatu kurva yang menunjukkan pemetaan titik-titik input data ke dalam nilai keanggotaannya yang memiliki interval antara nol sampai satu, nilai keanggotaan sering disebut juga sebagai derajat keanggotaan. Salah satu cara yang dapat digunakan untuk mendapatkan nilai keanggotaan adalah dengan melalui pendekatan fungsi. Ada beberapa pendekatan fungsi yang biasa digunakan:
a. Representasi linear
Pada representasi linear, pemetaan input ke derajat keanggotaaannya digambarkan sebagai suatu garis lurus. Bentuk ini paling sederhana dan menjadi pilihan yang baik untuk mendekati suatu konsep yang kurang jelas.
Ada dua keadaan himpunan samar yang linear. Pertama, kenaikan himpunan dimulai pada nilai domain yang memiliki derajat keanggotaan nol (0) bergerak ke kanan menuju ke nilai domain yang memiliki derajat keanggotaan lebih tinggi.
Gambar2.7 Representasi linear naik Fungsi Keanggotaan:
µ[x] = { 0; x ≤ a }; atau
µ[x] = { ( x - a ) / ( b – a ); a ≤ x ≤ b }; atau µ[x] = { 1; x ≥ b }
Contoh representasinya pada fungsi keanggotaan untuk himpunan PANAS pada variabel temperatur ruangan seperti terlihat pada gambar 2.8.
µPANAS[32] = (32-25)/(35-25)
Gambar2.8 Himpunan samar: PANAS
Sedangkan keadaan himpunan samar linear yang kedua adalah merupakan kebalikan dari yang pertama. Garis lurus dimulai dari nilai domain dengan derajat keanggotaan tertinggi pada sisi kiri, kemudian bergerak menurun menuju nilai domain yang memiliki derajat keanggotaan lebih rendah.
Contohnya dapat dilihat pada fungsi keanggotaan untuk himpunan DINGIN pada variabel temperatur ruangan seperti terlihat pada gambar 2.10.
µDINGIN[20] = (30-20)/(30-15)
= 10/15 = 0,667
Gambar 2.10 Himpunan samar: DINGIN
b. Representasi kurva segitiga
Kurva segitiga pada dasarnya merupakan gabungan antara dua garis linear yang saling bertemu pada ujungnya dan membentuk segitiga.
Gambar 2.11 Kurva segitiga
Contoh fungsi keanggotaan untuk himpunan NORMAL pada variabel temperatur ruangan:
µNORMAL[23] = (23-15)/(25-15)
= 8/10 = 0,8
c. Representasi kurva trapesium
Kurva trapesium ini pada dasarnya seperti bentuk kurva segitiga, hanya saja kurva ini memiliki beberapa titik yang memiliki derajat keanggotaan bernilai satu.
Gambar 2.13 Kurva trapesium
Contoh pada fungsi keanggotaan untuk himpunan NORMAL pada variabel temperatur ruangan:
µNORMAL[32] = (35-32)/(35-27)
Gambar 2.14 Kurva trapesium himpunan samar: NORMAL
d. Representasi kurva bahu
Daerah yang terletak ditengah-tengah suatu variabel yang direpresentasikan dalam bentuk segitiga, pada sisi kanan dan kirinya akan naik dan turun (misalkan: DINGIN bergerak ke SEJUK bergerak ke HANGAT bergerak ke PANAS). Tetapi terkadang salah satu sisi dari variabel tersebut tidak mengalami perubahan. Sebagai contoh, apabila telah mencapai kondisi PANAS, kenaikan temperatur akan tetap berada pada kondisi PANAS. Himpunan samar bahu digunakan untuk mengakhiri variabel suatu daerah samar. Bahu kiri bergerak dari benar ke salah, demikian sebaliknya bahu kanan bergerak dari salah ke benar. Contoh daerah bahu dapat dilihat pada variabel temperatur yang direpresentasikan dengan kurva bahu.
Gambar 2.15 Daerah bahu pada variabel temperatur.
e. Representasi kurva-s
Kurva-s atau sigmoid merupakan kurva PERTUMBUHAN dan PENYUSUTAN yang berhubungan dengan kenaikan dan penurunan permukaan secara tak linear. Kurva-s untuk PERTUMBUHAN akan bergerak dari sisi paling kiri dengan nilai keanggotaan nol, menuju sisi paling kanan dengan nilai keanggotaan satu. Fungsi keanggotaannya akan tertumpu pada 50 % nilai keanggotaannya yang sering disebut dengan titik infleksi (crossover).
Gambar 2.16 Himpunan samar: PERTUMBUHAN
Kurva-s untuk PENYUSUTAN akan bergerak dari sisi kiri dengan nilai keanggotaan satu, menuju ke sisi kanan dengan nilai keanggotaan nol.
Kurva-s didefinisikan dengan menggunakan 3 parameter, yaitu: nilai keanggotaan nol (α), nilai keanggotaan lengkap (γ), dan titik infleksi (β) titik yang memiliki domain 50% benar.
Gambar 2.18 Karakteristik fungsi kurva-s
Contoh fungsi keanggotaan untuk himpunan TUA pada variabel umur:
µTUA[50] = 1-2((60-50)/60-35))2 = 1-2(10/25)2
Gambar 2.19 Himpunan samar: TUA
Contoh fungsi keanggotaan untuk himpunan MUDA pada variabel:
µMUDA[37] = 2((50-37)/(50-20))2 = 2(13/30)2
= 0,376
f. Representasi kurva lonceng
Bell curve atau kurva lonceng biasa digunakan untuk mempresentasikan bilangan samar. Kurva berbentuk lonceng ini terbagi atas tiga kelas, yaitu: himpunan samar Pi, Beta, dan Gauss. Perbedaan ketiga kurva ini terletak pada gradiennya.
(i) Kurva Pi
Kurva Pi berbentuk lonceng dengan derajat keanggotaan satu terletak pada pusat dengan domain (γ), dan lebar kurva (β).
Gambar 2.21 Karakteristik fungsional kurva Pi
Contoh fungsi keanggotaan untuk himpunan PAROBAYA pada variabel umur seperti terlihat pada gambar 2.22.
= 1-2(3/10)2 = 0,82
µPAROBAYA[51] = 2((55-51)/(55-45))2 = 2(4/10)2
= 0,32
Gambar 2.22 Himpunan samar kurva Pi: PAROBAYA
(ii) Kurva Beta
Seperti halnya kurva Pi, kurva Beta juga berbentuk lonceng namun lebih rapat. Salah satu perbedaan mencolok kurva Beta dari kurva Pi adalah fungsi keanggotaannya akan mendekati nol hanya jika nilai (β) sangat besar. Kurva ini juga di definisikan dengan 2 parameter, yaitu nilai pada domain yang menunjukkan pusat kurva (γ), dan setengah
lebar kurva (β). Nilai kurva untuk nilai domain x diberikan sebagai berikut:
Gambar 2.23 Karakteristik fungsional kurva Beta
Contoh fungsi keanggotaan untuk himpunan PAROBAYA pada variabel umur: µPAROBAYA[42] = 1/(1+((42-45)/5)2 ) = 0,7353 µPAROBAYA[51] = 1/(1+((51-45)/5)2 ) = 0,4098
Gambar 2.24 Himpunan samar kurva Beta: PAROBAYA
(iii)Kurva Gauss
Jika kurva Pi dan Beta menggunakan 2 parameter yaitu (γ) dan (β), kurva Gauss juga menggunakan (γ) untuk menunjukkan nilai domain pada pusat kurva, dan (k) yang menunjukkan lebar kurva.
Gambar 2.25 Karakteristik fungsional kurva Gauss
g. Koordinat keanggotaan
Himpunan samar berisi urutan pasangan berurutan yang berisi nilai domain dan kebenaran nilai keanggotaannya dalam bentuk:
Skalar(i) / Derajat(i)
Skalar adalah suatu nilai yang digambar dari domain himpunan samar, sedangkan derajat skalar merupakan derajat keanggotaan himpunan samarnya.
Gambar 2.26 Titik-titik koordinat keanggotaan PENGENDARA BERESIKO TINGGI
Pada himpunan samar PENGENDARA BERESIKO TINGGI di atas menunjukkan contoh penerapan pada sistem asuransiyang akan menanggung resiko seorang pengendara kendaraan bermotor berdasarkan usianya, akan terlihat seperti membentuk huruf ‘U’. Koordinatnya dapat dituliskan dengan tujuh pasangan berurutan sebagai berikut:
16/1 21/0,6 28/0,3 68/0,3 16/0,5 80/0,7 96/1
Koordinat tersebut menspesifikasikan titik-titik sepanjang domain himpunan samar. Semua titik harus ada di domain dan paling sedikit harus ada satu titik yang memiliki nilai kebenaran sama dengan satu. Apabila titik-titik tersebut telah digambarkan, maka digunakan interpolasi linear untuk mendapatkan permukaan samar-nya. (Gambar 2.27)
Gambar 2.27 Kurva pada himpunan PENGENDARA BERESIKO TINGGI
2.5 Operator dasar Zadeh
Seperti halnya himpunan konvensional, ada beberapa operasi yang didefinisikan secara khusus untuk mengkombinasi dan memodifikasi himpunan samar. Nilai keanggotaan sebagai hasil dari operasi dua himpunan sering dikenal dengan nama fire strength atau α-predikat. Ada tiga operator dasar yang diciptakan oleh Zadeh, yaitu:
a) Operator AND
Operator ini berhubungan dengan operasi interseksi pada himpunan α-predikat sebagai hasil operasi dengan operator AND diperoleh dengan mengambil nilai keanggotaan terkecil antar elemen pada himpunan-himpunan yang bersangkutan.
ΜA∩B = min(µA[x], µB[y})
Sebagai contohnya, misalkan nilai keanggotaan 27 tahun pada himpunan MUDA adalah 0,6 (µMUDA[27]=0,6); dan nilai keanggotaan Rp. 2.000.000,-
pada himpunan penghasilan TINGGI adalah 0,8 (µGAJITINGGI[2x106]=0,8); maka α-predikat untuk usia MUDA dan berpenghasilan TINGGI adalah:
µMUDA∩GAJITINGGI = min(µMUDA[27], µGAJITINGGI[2x106}) = min(0,6; 0,8)
= 0,6 b) Operator OR
Operator ini berhubungan dengan operasi union pada himpunan. Α-predikat sebagai hasil operasi dengan operator NOT diperoleh dengan mengurangkan nilai keanggotaan elemen pada himpunan yang bersangkutan dari satu (1).
ΜAUB = max(µA[x], µB[y])
Sebagai contoh untuk menghitung nilai α-predikat untuk usia MUDA atau berpenghasilan TINGGI adalah:
µMUDAUGAJITINGGI = max(µMUDA[27], µGAJITINGGI[2x106]) = max(0,6;0,8)
= 0,8 c) Operator NOT
Operator ini berhubungan dengan operasi komplemen pada himpunan. Α-predikat sebagai hasil operasi dengan operator NOT diperoleh dengan mengurangkan nilai keanggotaan elemen pada himpunan yang bersangkutan dari satu (1).
ΜA’ = 1-µA[x]
Sebagai contohnya untuk menghitung nilai α-predikat untuk usia TIDAK MUDA adalah:
= 1 – 0,6 = 0,4
2.6 Penalaran Monoton
Metode penalaran secara monoton digunakan sebagai dasar untuk teknik implikasi samar. Meskipun penalaran ini sudah jarang digunakan, namun terkadang masih digunakan untuk penskalaan samar. Jika dua daerah samar direlasikan dengan implikasi sederhana sebagai berikut:
IF x is A THEN y is B transfer fungsi:
y = f ( ( x , A ) ,B)
Maka sistem samar dapat berjalan tanpa harus melalui komposisi dan dekomposisi samar. Nilai output dapat diestimasi secara langsung dari nilai keanggotaan yang berhubungan dengan antesedennya.
Untuk lebih jelasnya kita ambil contoh dari dua himpunan samar: TINGGI dan BERAT, yang masing-masing menunjukkan tinggi badan dan berat badan orang Indonesia. Keduanya diperlihatkan pada kurva berikut:
Relasi antara kedua himpunan tersebut diekspresikan dengan aturann tunggal sebagai berikut:
IF TinggiBadan is TINGGI THEN BeratBadan is BERAT
Implikasi secara monoton akan menyeleksi daerah samar A dan B dengan algoritma sebagai berikut:
• Untuk suatu elemen x pada domain A, tentukan nilai keanggotaannya dalam daerah samar A, yaitu: µA[x];
• Pada derah samar B, nilai keanggotaan yang berhubungan dengan penentuan permukaan samarnya. Tarik garis lurus ke arah domain. Nilai pada sumbu domain y, merupakan solusi dari fungsi implikasi tersebut. Fungsi ini dapat dituliskan dengan: yB = f(µA[x], DB)
Sebagai contoh untuk menunjukkan kerja algoritma tersebut; misalkan seseorang memiliki tinggi badan 165 cm, memiliki derajat keanggotaan 0,75 pada daerah samar TINGGI, yang diperoleh dari:
µTINGGI[165] = (165-150)/(170-150) = 15/20
= 0,75
Nilai ini dipetakan ke daerah samar BERAT yang akan memberikan solusi berat badan orang tersebut yaitu 59,4 kg, yang diperoleh dari:
µBERAT[y] = S(y; 40, 55, 70) = 0,75
Karena 0,75 > 0,5 maka letak y adalah antara 52,5 sampai 70, sehingga: 1-2[(70-y)/(70-40)]2 = 0,75
2(70-y)2/900 = 0,25
(70-y)2 = 112,5
(70-y) = ±√(112,5)
y = 70 ± 10,6
y = 59,4
Gambar 2.29 Implikasi monoton: TINGGI ke BERAT
2.7 Fungsi implikasi
Tiap-tiap aturan atau proposisi pada basis pengetahuan samar akan berhubungan dengan suatu relasi samar. Bentuk umum dari aturan yang digunakan dalam fungsi implikasi adalah:
Dengan x dan y adalah skalar, A dan B adalah himpunan samar. Proposisi yang mengikuti IF disebut sebagai anteseden, sedangkan proposisi yang mengikuti THEN disebut sebagai konsekuen. Proposisi ini dapat diperluas dengan menggunakan operator samar, seperti:
IF (x1 is A1) ● (x2 is A2) ● (x3 is A3) ● ... ● (xN is AN) THEN y is B Dengan ● adalah operator baik itu AND atau OR.
Secara umum ada dua fungsi implikasi yang dapat digunakan, yaitu: a) Min (minimum). Fungsi ini akan memotong output himpunan samar.
Gambar 2.30 Fungsi implikasi: MIN
b) Dot (product). Fungsi ini akan menskala output himpunan samar.
2.8 Sistem inferensi logika samar 2.8.1 Metode Tsukamoto
Pada metode Tsukamoto, setiap konsekuen pada aturan yang berbentuk IF-THEN harus direpresentasikan dengan suatu himpunan samar dengan fungsi keanggotaan yang monoton. Sebagai hasilnya, output hasil inferensi dari tiap-tiap aturan diberikan secara tegas (crisp) berdasarkan α-predikat (fire strength). Hasil akhirnya diperoleh dengan menggunakan rata-rata terbobot.
Gambar 2.32 inferensi dengan menggunakan metode Tsukamoto
Contohnya, sebuah perusahaan makanan kaleng akan memproduksi makanan jenis XYZ. Dari data 1 bulan terakhir, permintaan terbesar hingga mencapai 500 kemasan/hari. Persediaan barang digudang terbanyak sampai 600 kemasan/hari, dan terkecil sampai 100 kemasan/hari. Dengan segala keterbatasannya, sampai saat ini, perusahaan baru mampu memproduksi barang maksimum 7000 kemasan/hari, serta demi efisiensi mesin dan SDM tiap hari diharapkan perusahaan memproduksi
paling tidak 2000 kemasan. Apabila proses produksi perusahaan tersebut menggunakan 4 aturan logika samar sebagai berikut:
[R1] IF Permintaan TURUN AND Persediaan BANYAK THEN Produksi Barang BERKURANG;
[R2] IF Permintaan TURUN AND Persediaan SEDIKIT THEN Produksi Barang BERKURANG;
[R3] IF Permintaan NAIK AND Persediaan BANYAK THEN Produksi Barang BERTAMBAH;
[R4] IF Permintaan NAIK AND Persediaan SEDIKIT THEN Produksi Barang BERTAMBAH;
Berapakah kemasan makanan jenis XYZ yang harus diproduksi, jika jumlah permintaan sebanyak 4000 kemasan, dan persediaan di gudang masih 300 kemasan?
Solusi:
Ada tiga variabel yang harus dimodelkan, yaitu:
• Permintaan; terdiri atas dua himpunan samar, yaitu: NAIK dan TURUN.
Nilai keanggotaan dari himpunan ini:
µTURUN[4000] = (5000-4000)/4000 = 0,25
µNAIK[4000] = (4000-1000)/4000 = 0,75
• Persediaan; terdiri atas dua himpunan samar, yaitu: SEDIKIT dan BANYAK.
Gambar 2.34 Fungsi keanggotaan PERSEDIAAN
Dengan nilai keanggotaan:
µSEDIKIT[300] = (600-300)/500 = 0,6
µBANYAK[300] = (300-100)/500 = 0,4
• Produksi barang; terdiri atas dua himpunan samar, yaitu: BERKURANG dan BERTAMBAH.
Gambar 2.35 Fungsi keanggotaan PRODUKSI BARANG
Sekarang cari nilai z untuk setiap aturan dengan menggunakan fungsi MIN pada aplikasi fungsi implikasinya:
[R1] IF Permintaan TURUN AND Persediaan BANYAK THEN Produksi Barang BERKURANG;
α-predikat = µTURUN ∩µBANYAK
= min(µTURUN[4000], µBANYAK[300]) = min(0,25;0,4)
= 0,25
Lihat pada himpunan Produksi Barang BERKURANG, (7000-z)/5000 = 0,25 z1 = 5750
[R2] IF Permintaan TURUN AND Persediaan SEDIKIT THEN Produksi Barang BERKURANG;
α-predikat = µTURUN ∩µSEDIKIT
= min(0,25;0,6) = 0,25
Lihat pada himpunan Produksi Barang BERKURANG, (7000-z)/5000 = 0,25 z2 = 5750
[R3] IF Permintaan NAIK AND Persediaan BANYAK THEN Produksi Barang BERTAMBAH;
α-predikat = µNAIK ∩µBANYAK
= min(µNAIK[4000], µBANYAK[300]) = min(0,75;0,4)
= 0,4
Lihat pada himpunan Produksi Barang BERTAMBAH, (z-2000)/5000 = 0,4 z3 = 4000
[R4] IF Permintaan NAIK AND Persediaan SEDIKIT THEN Produksi Barang BERTAMBAH;
α-predikat = µNAIK ∩µSEDIKIT
= min(µNAIK[4000], µSEDIKIT[300]) = min(0,75;0,6)
= 0,6
Lihat pada himpunan Produksi Barang BERTAMBAH, (z-2000)/5000 = 0,6 z2 = 5000
dari sini kita dapat menentukan berapakah nilai z, yaitu dengan cara sebagai berikut:
z = αpred1 * z1 + αpred2 * z2 + αpred3 * z3 + αpred4 * z4 αpred1 + αpred2 + αpred3 + αpred4
z = 0,25 * 5750 + 0,25 * 5750 + 0,4 * 4000 + 0,6 * 5000 0,25 + 0,25 + 0,4 + 0,6
z = 7575 / 1,5 z = 4983
Jadi jumlah makanan kaleng jenis XYZ yang harus diproduksi adalah sebanyak 4983 kemasan.
2.8.2 Metode Mamdani
Metode Mamdani sering juga dikenal dengan nama metode Max-Min. Metode ini diperkenalkan oleh Ebrahim Mamdani pada tahun 1975. untuk mendapatkan output, diperlukan 4 tahapan:
1. Pembentukan himpunan samar
Pada metode Mamdani, baik variabel input maupun variabel output dibagi menjadi satu atau lebih himpunan samar.
2. Aplikasi fungsi implikasi (aturan)
Fungsi yang digunakan pada metode Mamdani adalah Min. 3. Komposisi aturan
Tidak seperti penalaran monoton, apabila sistem terdiri dari beberapa aturan, maka inferensi diperoleh dari kumpulan dan korelasi antar aturan. Ada tiga metode yang digunakan dalam melakukan inferensi sistem logika samar, yaitu: max, additive dan probabilistik OR (probor).
a. Metode Max (maksimum)
Pada metode ini, solusi himpunan samar diperoleh dengan cara mengambil nilai maksimum aturan, kemudian menggunakannya untuk memodifikasi daerah samar, dan menggunakannya untuk memodifikasi
daerah samar, dan mengaplikasikannya ke output dengan menggunakan operator OR (union). Jika semua proposisi telah dievaluasi, maka output akan berisi suatu himpunan samar yang merefleksikan kontribusi dari tiap-tiap proposisi. Secara umum dapat dituliskan:
µsf[xi] max (µsf[xi], µkf[xi]) dengan:
µsf[xi] = nilai keanggotaan solusi samar sampai aturan ke-i;
µkf[xi] = nilai keanggotaan konsekuen samar aturan ke-i; Misalkan ada 3 aturan sebagai berikut:
[R1] IF Biaya Produksi RENDAH AND Permintaan NAIK THEN Produksi Barang BERTAMBAH;
[R2] IF Biaya Produksi STANDAR THEN Produksi Barang NORMAL;
[R3] IF Biaya Produksi TINGGI AND Permintaan TURUN THEN Produksi Barang BERKURANG;
Proses inferensi dengan menggunakan metode Max dalam melakukan komposisi aturan akan membuat range output yang terkoordinasi. Dan apabila digunakan implikasi MIN, maka metode komposisi sering disebut dengan nama MAX-MIN atau MIN-MAX atau Mamdani. b. Metode Sum (additive/penambahan)
Pada metode ini, solusi himpunan samar diperoleh dengan cara melakukan bounded-sum terhadap semua output daerah samar. Secara umum dituliskan:
dengan:
µsf[xi] = nilai keanggotaan solusi samar sampai aturan ke-i;
µkf[xi] = nilai keanggotaan konsekuen samar aturan ke-i; c. Metode Probabilistik OR (probor)
Pada metode ini, solusi himpunan samar diperoleh dengan cara melakukan product terhadap semua output daerah samar. Secara umum dituliskan sebagai:
µsf[xi] (µsf[xi] + µkf[xi]) – (µsf[xi] * µkf[xi]) dengan:
µsf[xi] = nilai keanggotaan solusi samar sampai aturan ke-i;
µkf[xi] = nilai keanggotaan konsekuen samar aturan ke-i; 4. Penegasan (defuzzy)
Input dari proses defuzzifikasi adalah suatu himpunan samar yang diperoleh dari komposisi aturan-aturan samar, sedangkan output yang dihasilkan merupakan suatu bilangan pada domain himpunan samar tersebut. Sehingga jika diberikan suatu himpunan samar dalam range tertentu, maka harus dapat diambil suatu nilai tegas (crisp) tertentu sebagai output.
Gambar 2.36 Proses deffuzifikasi
Ada beberapa metode deffuzzifikasi pada komposisi aturan Mamdani, antara lain:
a. Metode Centroid (Composite moment)
Pada metode ini, solusi crisp diperoleh dengan cara mengambil titik pusat pada daerah samar.
b. Metode Bisektor
Pada metode ini, solusi crisp diperoleh dengan cara mengambil nilai pada domain samar yang memiliki nilai keanggotaan separo dari jumlah total nilai keanggotaan pada daerah samar.
Pada metode ini, solusi crisp diperoleh dengan cara mengambil nilai rata-rata domain yang memiliki nilai keanggotaan maksimum.
d. Metode Largest of Maximum (LOM)
Pada metode ini, solusi crisp diperoleh dengan cara mengambil nilai terbesar domain yang memiliki nilai keanggotaan maksimum.
e. Metode Smallest of Maximum (SOM)
Pada metode ini, solusi crisp diperoleh dengan cara mengambil nilai terkecil domain yang memiliki nilai keanggotaan maksimum.
2.8.3 Metode Sugeno
Metode ini diperkenalkan oleh Takagi Sugeno Kang pada tahun 1985. Penalaran dengan metode Sugeno hampir sama dengan penalaran Mamdani, hanya saja output sistem tidak berupa himpunan samar, melainkan berupa konstanta atau persamaan linear.
a. Model logika samar Sugeno orde-nol
Secara umum bentuk model samar Sugeno orde-nol adalah: IF (x1 is A1) ● (x2 is A2) ● ... ● (xN is AN) THEN z = k
Dengan Ai adalah himpunan samar ke-i sebagai anteseden dan k adalah suatu konstanta (tegas) sebagai konsekuen.
b. Model logika samar Sugeno orde-satu
Secara umum bentuk model samar Sugeno orde-satu adalah: IF (x1 is A1) ● ... ● (xN is AN) THEN z = p1*x1 + ... + pN*xN + q
Dengan Ai adalah himpunan samar ke-i sebagai anteseden dan pi adalah suatu konstanta (tegas) ke-i dan q juga merupakan konstanta dalam konsekuen.
Dengan menggunakan metode Sugeno sebagai komposisi aturan, maka deffuzifikasi dilakukan dengan cara mencari nilai rata-ratanya.
2.9 Basisdata sistem logika samar
Sebagian besar basis data standar diklasifikasikan berdasarkan bagaimana data tersebut dipandang oleh user. Misalkan kita memiliki data karyawan yang tersimpan pada tabel DT_KARYAWAN dengan field NIP, nama, tanggal lahir, tahun masuk, dan gaji per bulan.
Tabel 2.2 Data karyawan
NIP Nama Tgl. Lahir Thn. Masuk Gaji/bln
01 Lia 03-06-1977 2001 750.000 02 Iwan 23-09-1959 1990 1.500.000 03 Sari 12-12-1972 1993 1.255.000 04 Andi 06-03-1970 2003 1.040.000 05 Budi 04-12-1965 1995 950.000 06 Amir 18-11-1968 1994 1.600.000 07 Rian 28-05-1970 2002 1.250.000 08 Kiki 09-07-1976 2006 550.000 09 Alda 14-08-1972 2004 735.000 10 Yoga 17-09-1982 2005 860.000
Kemudian dari tabel DT_KARYAWAN, diolah menjadi suatu tabel temporer untuk menghitung umur karyawan dan masa kerjanya. Tabel tersebut diberi nama dengan tabel KARYAWAN.
Tabel 2.3 Data karyawan setelah diolah
NIP Nama Umur (thn) Masa Kerja (thn)* Gaji/bln
01 Lia 30 6 750.000 02 Iwan 48 17 1.500.000 03 Sari 36 14 1.255.000 04 Andi 37 4 1.040.000 05 Budi 42 12 950.000 06 Amir 39 13 1.600.000 07 Rian 37 5 1.250.000 08 Kiki 32 1 550.000 09 Alda 35 3 735.000 10 Yoga 25 2 860.000
* Dengan dasar tahun 2007
Dengan menggunakan basis data standar, kita dapat mencari data-data karyawan dengan spesifikasi tertentu dengan menggunakan query. Misalkan kita ingin mendapatkan informasi tentang nama-nama karyawan yang usianya kurang dari 35 tahun, maka kita bisa ciptakan suatu query, sebagai berikut:
SELECT NAMA FROM KARYAWAN WHERE (Umur < 35)
Sehingga muncul nama-nama Lia, Kiki, dan Yoga. Apabila kita ingin mendapatkan informasi tentang nama-nama karyawan yang gajinya lebih dari satu juta rupiah, maka kita bisa ciptakan suatu query sebagai berikut:
SELECT NAMA FROM KARYAWAN WHERE (Gaji > 1000000)
Sehingga muncul nama-nama Iwan, Sari, Andi, Amir dan Rian. Apabila kita ingin mendapatkan informasi tentang nama-nama karyawan yang masa kerjanya kurang dari atau sama dengan lima tahun tetapi gajinya sudah lebih dari satu juta rupiah, maka query-nya adalah:
SELECT NAMA FROM KARYAWAN
WHERE (MasaKerja <= 5) and (Gaji > 1000000) Sehingga nama yang akan muncul adalah Andi dan Rian.
Ada kenyataannya, seseorang kadang membutuhkan informasi dari data-data yang bersifat ambigu. Apabila hal ini terjadi, maka gunakan basis data dengan logika samar. Selama ini sudah ada beberapa penelitian tentang basis data logika samar, salah satunya adalah model Tahani. Basis data logika samar model Tahani masih tetap menggunakan relasi standar, hanya saja model Tahani menggunakan teori himpunan samar untuk mendapatkan informasi pada query-nya.
Misalkan sebagai contoh, dibuat kategori usia karyawan menjadi tiga himpunan: MUDA, PAROBAYA, dan TUA.
Gambar 2.37 Fungsi keanggotaan untuk variabel usia
Kemudian didapatkan tabel karyawan berdasarkan umur dengan derajat keanggotaannya pada setiap himpunan.
Tabel 2.4 Tabel Karyawan berdasar umur Derajat Keanggotaan (µ[x])
NIP Nama Umur
MUDA PAROBAYA TUA
01 Lia 30 1 0 0 02 Iwan 48 0 0,4 0,8 03 Sari 36 0,4 0,1 0 04 Andi 37 0,3 0,2 0 05 Budi 42 0 0,7 0,2 06 Amir 39 0,1 0,4 0 07 Rian 37 0,3 0,2 0
08 Kiki 32 0,8 0 0
09 Alda 35 0,5 0 0
10 Yoga 25 1 0 0
Kemudian variabel Masa Kerja dapat dikategorikan kepada himpunan samar: BARU dan LAMA.
Gambar 2.38 Fungsi keanggotaan untuk variabel Masa Kerja
Kemudian didapatkan tabel karyawan berdasarkan masa kerja dengan derajat keanggotaannya pada setiap himpunan.
Tabel 2.5 Tabel Karyawan berdasarkan Masa Kerja Derajat Keanggotaan (µ[y])
NIP Nama Masa Kerja
BARU LAMA
02 Iwan 17 0 0,467 03 Sari 14 0,1 0,267 04 Andi 4 1 0 05 Budi 12 0,3 0,133 06 Amir 13 0,2 0,2 07 Rian 5 1 0 08 Kiki 1 1 0 09 Alda 3 1 0 10 Yoga 2 1 0
Lalu variabel untuk himpunan samar Gaji dapat dikategorikan sebagai: RENDAH, SEDANG, dan TINGGI.
Maka didapatkanlah tabel karyawan berdasarkan gaji dengan derajat keanggotaannya pada setiap himpunan dari fungsi tersebut di atas.
Tabel 2.6 Tabel karyawan berdasarkan Gaji. Derajat Keanggotaan (µ[z])
NIP Nama Gaji/bln
RENDAH SEDANG TINGGI
01 Lia 750.000 0,1 0,5 0 02 Iwan 1.500.000 0 0,49 0,255 03 Sari 1.255.000 0 0 0,5 04 Andi 1.040.000 0 0,92 0,04 05 Budi 950.000 0 0,9 0 06 Amir 1.600.000 0 0 0,6 07 Rian 1.250.000 0 0,5 0,25 08 Kiki 550.000 0,5 0 0 09 Alda 735.000 0,13 0 0 10 Yoga 860.000 0 0 0
Dari ketiga database logika samar itu ada beberapa query yang bisa diberikan, misalnya:
Siapa sajakah karyawan yang masih muda, tetapi memiliki gaji yang tinggi? Maka query-nya adalah:
SELECT NAMA FROM KARYAWAN
Maka hasil pencarian dari query ini akan terlihat seperti tabel 2.6 di bawah ini. Tabel 2.7 Tabel hasil query MUDA dan TINGGI
Derajat Keanggotaan
NIP NAMA UMUR GAJI
MUDA TINGGI MUDA & TINGGI 07 Rian 37 1.250.000 0,3 0,5 0,3 03 Sari 36 1.255.000 0,4 0,25 0,25 06 Amir 39 1.600.000 0,1 0,6 0,1 04 Andi 37 1.040.000 0,3 0,04 0,04 01 Lia 30 750.000 1 0 0 02 Iwan 48 1.500.000 0 0,255 0 05 Budi 42 950.000 0 0 0 08 Kiki 32 550.000 0,8 0 0 09 Alda 35 735.000 0,5 0 0 10 Yoga 25 860.000 1 0 0
Berarti terlihat ada empat karyawan yang memenuhi kategori masih MUDA dan berpenghasilan TINGGI, yaitu Rian, Sari, Amir, dan Andi. Dan Rian adalah karyawan yang memiliki nilai terbesar dalam kategori tersebut.
Siapa sajakah karyawan yang masih muda atau karyawan yang memiliki gaji tinggi?
SELECT NAMA FROM KARYAWAN
WHERE (Umur = “MUDA”) or (Gaji = “TINGGI”)
Maka hasil pencarian dari query ini akan terlihat seperti tabel 2.7 di bawah ini.
Tabel 2.8 Tabel hasil query MUDA atau TINGGI Derajat Keanggotaan
NIP NAMA UMUR GAJI
MUDA TINGGI MUDA or TINGGI 01 Lia 30 750.000 1 0 1 10 Yoga 25 860.000 1 0 1 08 Kiki 32 550.000 0,8 0 0,8 06 Amir 39 1.600.000 0,1 0,6 0,6 03 Sari 36 1.255.000 0,4 0,25 0,4 09 Alda 35 735.000 0,5 0 0,5 04 Andi 37 1.040.000 0,3 0,04 0,3 07 Rian 37 1.250.000 0,3 0,5 0,5 02 Iwan 48 1.500.000 0 0,255 0,255 05 Budi 42 950.000 0 0 0
Maka dari sepuluh karyawan yang adam hanya ada satu yang tidak memenuhi kategori tersebut, yaitu Budi yang derajat keanggotaannya adalah
nol (0). Sedangkan yang derajat keanggotaannya terbesar ada dua orang, yaitu Lia dan Yoga, masing-masing memiliki derajat keanggotaan satu (1).
Siapa sajakah karyawan yang masih muda tetapi masa kerjanya sudah lama? Maka query-nya adalah:
SELECT NAMA FROM KARYAWAN
WHERE (Umur = “MUDA”) and (MasaKerja = “LAMA”)
Maka hasil pencarian dari query ini akan terlihat seperti tabel 2.8 di bawah ini.
Tabel 2.9 Tabel hasil query MUDA dan LAMA Derajat Keanggotaan
NIP NAMA UMUR MASA
KERJA MUDA LAMA MUDA & LAMA 03 Sari 36 14 0,4 0,267 0,267 06 Amir 39 13 0,1 0,2 0,1 01 Lia 30 6 1 0 0 02 Iwan 48 17 0 0,467 0 04 Andi 37 4 0,3 0 0 05 Budi 42 12 0 0,133 0 07 Rian 37 5 0,3 0 0 08 Kiki 32 1 0,8 0 0 09 Alda 35 3 0,5 0 0
10 Yoga 25 2 1 0 0
Berarti hanya ada dua karyawan saja yang memenuhi kategori tersebut, yaitu Sari dan Amir.
2.10 Konsep pengenalan sidik jari
Pengenalan sidik jari dianggap sebagai metode yang paling tua di antara jajaran teknologi biometrik lain yang ada, tetapi tidak dapat disangkal teknologi ini merupakan yang paling populer digunakan pada saat ini. Sidik jari memiliki banyak kelebihan dalam berbagai hal yang membuat biometrik ini lebih nyaman dan aman.
Kelebihan dari biometrik pengenalan sidik jari didukung dengan beberapa hal, seperti:
• Keunikan sidik jari, masing-masing dari sepuluh jari tangan kita memiliki bentuk sidik jari yang berbeda satu sama lain dan tentunya juga berbeda dengan milik orang lain bahkan sampai anak kembar sekalipun akan memiliki sidik jari yang unik.
• Tahan lama, sidik jari seseorang tidak akan pernah berubah kecuali karena mengalami kecelakaan yang parah sehingga mengakibatkan rusaknya sidik jari.
• Praktis, tidak seperti password, kode PIN, dan kartu pintar, sidik jari tidak mungkin ketinggalan atau hilang.
Perbedaan sidik jari ditemukan dari macam-macam pola yang terbentuk pada jari kita. Pola yang tercetak pada sidik jari pada dasarnya dapat dibagi menjadi tiga pola utama, yaitu putaran, lengkungan dan lingkaran.
Pola sidik jari yang berbentuk putaran merupakan pola yang paling umum dan paling banyak ditemukan, contoh bentuk sidik jari berpola putaran bisa dilihat pada gambar 2.40.
Gambar 2.40 Pola putaran
Berikutnya adalah pola yang berbentuk lengkungan. Ada dua jenis lengkungan, yang pertama adalah lengkungan biasa (gambar 2.41 (a)) dan lengkungan yang memiliki sudut lebih kecil dan tajam yang biasa disebut tented arch (gambar 2.41 (b))
(a) (b)
Gambar 2.41 Pola lengkungan, (a) lengkungan biasa, dan (b) lengkungan tajam
Yang terakhir adalah alur sidik jari yang berpola lingkaran. Seperti namanya maka pola ini paling tidak memiliki satu cetakan pada sidik jari yang membentuk lingkaran. Contoh pola lingkaran dapat dilihat pada gambar 2.42.
Gambar 2.42 Pola lingkaran
Bentuk-bentuk pola seperti ini yang akan mengidentifikasikan seorang individu, walaupun mempunyai pola yang sama tetapi karakteristik pola itu pasti akan berlainan baik dari arah putaran, besarnya sudut, maupun banyaknya lingkaran. Oleh karena itu penggunaan sidik jari sebagai jawaban dari suatu masalah keamanan merupakan solusi yang tepat, selain dapat langsung mengidentifikasi seseorang dengan tingkat keamanan yang bisa diandalkan, juga dapat meningkatkan kenyamanan karena tak perlu merepotkan diri membawa berbagai macam barang untuk dijadikan alat identifikasi.
2.11 Proses pengenalan sidik jari
Sidik jari bisa menjadi salah satu alat pengaman yang paling personal dalam penggunaannya, hal ini dikarenakan struktur sidik jari setiap manusia bersifat pribadi dan pasti berbeda pada masing-masing individu. Perbedaan yang dimaksud ialah perbedaan pola alur yang terdapat di ujung jari, alur ini berbentuk seperti lembah panjang yang berbukit-bukit dan membentuk sebuah pola unik pada sidik jari.
Pada alur tersebut terdapat pola khusus yang bisa digunakan untuk mengenali sidik jari, pola ini membentuk titik penting yang disebut titik minutiae. Titik minutiae merupakan titik yang dihasilkan dari dua jenis pola khusus, yaitu; ridge-ending (ujung) dan ridge-bifurcation (cabang). Titik ujung adalah titik minutiae yang didapatkan dari ujung/akhir dari sebuah alur, sedangkan titik cabang adalah titik minutiae yang didapatkan dari tempat bersatunya dua alur yang terpisah.
Gambar 2.43 Titik minutiae, ridge ending dan bifurcation
Secara spesifik, konfigurasi global didefinisikan oleh struktur ridge yang digunakan untuk mengklasifikasikan suatu kelas dari sidik jari, pada saat pendistribusian titik-titik minutiae digunakan untuk membandingkan atau menyepadankan (match) dan membentuk kesamaan ciri atau pola diantara dua sidik jari sampel. Sistem identifikasi otomatis untuk sidik jari, yang berfungsi membandingkan sidik jari sebagai input dengan sekumpulan data sidik jari dalam suatu database, menyandarkan pada pola-pola ridge didalam suatu citra query untuk membatasi atau menspesifikasi pencarian (searching) di dalam suatu database yang
merupakan fingerprint indexing dan pada titik-titik minutiae untuk memastikan perbandingan sidik jari yang relevan.
Teknik matching untuk sidik jari secara luas dapat diklasifikasikan sebagai pengaitan keberadaan minutiae dan correlation-based pada sidik jari tersebut. Teknik yang diketahui yang mendasari pengidentifikasian dengan mengaitkan keberadaaan minuteae, dilakukan dengan cara mencoba menyatukan dua himpunan titik-titik minutiae dan kemudian menentukan jumlah total dari minutiae yang sepadan. Sedangkan teknik correlation-based sebaliknya, membandingkan pola ridge dan jalur-jalur global pada sidik jari, untuk melihat apakah pola atau jalur tersebut sepadan atau tidak. Berdasarkan ujicoba, diketahui bahwa teknik matching yang berdasarkan minutiae memiliki keakuratan dalam mendeteksi titik-titik minutiae dan menggunakan teknik tersebut untuk membandingkan atau menyepadankan dua field minutiae yang menjalani suatu pentransformasian yang non-rigid (tidak kaku). Sedangkan unjuk kerja dari teknik correlation-based selalu dipengaruhi oleh distorsi yang tidak linier dan noise yang hadir di dalam citra. Secara umum, teknik yang berdasarkan minutiae lebih handal daripada teknik correlation-based.
2.12 Gabor Filtering dan Segmentasi Citra
Filter gabor 2D dapat diasumsikan sebagai gelombang pada suatu bidang yang kompleks yang dimodulasikan oleh pendekatan gaussian 2D. Filter tersebut secara optimal menangkap informasi frekuensi dan orientasi lokal. Dengan menyesuaikan filter gabor terhadap frekuensi dan arah yang spesifik, maka informasi frekuensi dan
orientasi lokal dapat diperoleh. Oleh karena itu mereka disesuaikan untuk informasi ekstraksi tekstur dari suatu citra.
Secara umum bentuk simetris filter gabor didalam wilayah spasial dapat dinyatakan sebagai berikut:
Gθ , f (x , y) = exp { -½ [ (x’2/δx2) + (y’2/δy2) ]} cos (2π f x’), x’ = x sin θ + y cos θ,
y’ = x cos θ – y sin θ
dimana f merupakan suatu frekuensi gelombang bidang sinusoid dengan sudut θ terhadap sumbu –x, dan δx dan δy merupakan standar deviasi dari kemasan gaussian sepanjang sumbu –x dan sumbu –y.
Dengan demikian maka citra sidik jari dapat diperbaiki/memperjelas stuktur ridge serta meningkatkan jalur-jalur tertentu didalam sidik jari. Perbaikan kualitas citra juga meliputi antara lain, pengurangan noise pada citra yang dapat berakibat pembierian informasi ridge yang salah, atau yang paling buruk kehilangan informasi jumlah minutiae pada citra sidik jari, juga mencegah munculnya minutiae-minutiae palsu, termasuk didalamnya adalah proses segmentasi citra sidik jari yaitu proses pemisahan informasi background dan foreground didalam citra sidik jari, untuk mencegah sel-sel yang terbentuk dari proses matching didominasi oleh informasi-informasi yang diperoleh dari background, yang berakibat pada nilai-nilai fitur yang dihitung akan memiliki ketidakakuratan indikasi kekuatan dari ridge-ridge sidik jari. Foreground berkaitan erat dengan suatu wilayah yang berisikan informasi yang dibutuhkan untuk proses matching, dan didalamnya memuat ridge-ridge dan titik-titik minutiae, sedangkan background tidak diperlukan didalam kasus ini karena tidak memuat informasi apapun yang diperlukan untuk proses matching. Segmentasi
dilakukan dengan mengamati variasi intensitas lokal di dalam citra grey-level original.
2.13 Ekstraksi Minutiae dan Matching Sidik Jari
Ekstraksi minutiae adalah proses dimana titik minutiae dideteksi didalam suatu citra sidik jari. Masing-masing minutiae dikarakteristik dengan lokasi (x , y) didalam citra. Orientasi sebesar θ dari ridge-ridge yang mana mengandung minutiae yang terdeteksi. Informasi ridge didalam region 64 x 64 disekitar titik (x , y) diasosiasikan terhadap keseluruhan minutiae yang sangat berguna didalam mencocokkan dua kumpulan minutiae. Skema ekstraksi minutiae dapat dilihat pada gambar berikut.
Secara lebih luas ekstraksi minutiae dapat diklasifikasikan kedalam tahap-tahap berikut :
i. Aproksimasi medan orientasi
Orientasi dari citra sidik jari dihitung didalam berbagai blok yang tidak tumpang-tindih dengan pengujian gradien intensitas pixel di berbagai arah x maupun y didalam blok.
ii. Deteksi ridge
Ridge-ridge hadir didalam citra sidik jari yang
diidentifikasikan dengan pengaplikasian mask-mask yang mampu mempertajam atau menonjolkan nilai-nilai grey-level lokal maksimum sepanjang arah normal dari arah lokal ridge. iii. Perampingan ridge
Suatu peta ridge yang terbentuk oleh stadium akhir dari stadium ekstraksi minutiae digunakan untk menghasilkan citra
perampingan ridge. iv. Pendeteksian minutiae
Sekumpulan aturan yang diaplikasikan terhadap ridge yang mengalami perampingan untuk memberikan label atau tanda ke setiap titik minutiae. Pada tahap penutup, suatu algoritma yang berkaitan dapat diaplikasikan untuk pengujian ke setiap titik-titik minutiae untuk mengetahui apakah titik-titik minutiae tersebut palsu atau tidak.
Setelah informasi fitur diekstraksi dari citra, maka kemudian dilakukan proses pencocokan (matching) sidik jari yang meliputi perbandingan suatu cetak query
dengan sekumpulan, satu atau lebih, cetak template. Kemudian matcher sidik jari melakukan pendekatan matching dengan memanfaatkan dua kumpulan informasi sidik jari yang berbeda untuk mencocokkan berbagai sidik jari, dimana informasi tersebut berupa fitur-fitur minutiae dan peta fitur ridge.
